差分傳輸:LVPECL差分信號的輸出比較
振盪器差分傳輸的輸出比較
差分傳輸是一種信號傳輸技術,與傳統的單端信號傳輸(使用一條信號線和一條接地線)不同。差分傳輸在兩條導線上傳輸信號。這兩個信號具有相同的幅度,但相位相反。在這兩條線上傳輸的信號即為差分信號。

LVPECL: 低電壓正極耦合邏輯
LVPECL是PECL的優化版本,使用3.3V正向供電,而不是5V。PECL和LVPECL是差分信號系統,主要用於高速和時鐘分配電路。一個常見的誤解是PECL設備與ECL設備略有不同。事實上,每個ECL設備也是一個PECL設備。
LVDS: 低電壓差分信號
LVDS是一種電子信號系統,能夠滿足當今高性能數據傳輸需求。當系統電源電壓降低到2V時,LVDS適用於比SVGA分辨率更高的TFT LCD顯示設備。它已被廣泛應用於各種設備中,可以嵌入FPGA、ASIC或其他元件中。
HCSL: 高速電流驅動邏輯
HCSL是一種基於電纜的、用於短距離串行高速數據傳輸的接口標準。它最獨特的應用之一是PCI Express(PCIe)物理驅動器。這是HCSL驅動器階段集成到芯片組中,用於連接個別的PCIe組件,例如將顯示卡連接到主機處理器。
差分信號與單端電路比較
相對於傳統的單端信號傳輸中的信號線和地線,差分信號採用了不同的方法。
其優勢包括:
- 強大的抗干擾能力。相位噪聲通常同時應用於兩條信號線,相位差為0。相位噪聲對信號的邏輯意義沒有影響。
- 有效抑制電磁干擾(EMI)。由於兩根導線相距很近且信號幅度相等,兩者之間及地線之間的耦合電磁場幅度也相等。信號的極性相反,電磁場將相互抵消。因此,對外部環境的電磁干擾也被最小化。
- 定時定位準確。差分信號的接收端是兩條線上信號幅度差異正負變化的點。這被用作判斷邏輯0/1過渡的點。普通的單端信號使用閾值電壓作為信號邏輯0/1過渡點,受閾值電壓與信號幅度電壓比例影響很大,不適合低幅度信號。

輸出比較
把各種輸出水平、原理圖和典型應用進行比較
Main Application, Output Level and Test Circuit

LVPECL Output Level
Vdd: 3.3V (1.68V~2.275V)

Vdd: 2.5V (1.095V ~ 1.475V)


LVDS Output Level
Vdd: 3.3V/2.5V/1.8V (0.9V ~ 1.6V) or wide voltage 1.63V ~ 3.63V (0.9V ~ 1.6V)


HCSL Output Leve
Vdd: 3.3V/2.5V/1.8V (-0.15V ~ 0.85V) or wide voltage 1.63V ~ 3.63V (-0.15V ~ 0.85V)


CMOS Output Level
Vdd: 5.0V (0.50V~4.50V)、3.3V (0.33V~2.97V)、2.5V (0.25V~2.25V)、1.8V (0.18V~1.62V) or wide voltage 1.62V ~ 3.63V (0.16V~3.63V)


注意:FPGA、以太網、攝像頭、影像感測器、GPS 和人工智慧等應用在設計中都高度需求 LVPECL、LVDS 和 HCSL。